二线制三线制四线制比较

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一篇看懂仪表二线制三线制四线制的区别

一篇看懂仪表二线制三线制四线制的区别

今天仪控君与大家讨论的两线制、三线制、四线制,就是指各种输出为模拟直流电流信号的变送器,其工作原理与结构上的区别,而并非只指变送器的接线形式。

首先,我们先瞧一下它们的定义两线制:两根线及传输电源又传输信号,也就就是传感器输出的负载与电源就是串联在一起的,电源就是从外部引入的,与负载串联在一起来驱动负载。

三线制:三线制传感器就就是电源正端与信号输出的正端分离,但它们共用一个COM端。

四线制:电源两根线,信号两根线。

电源与信号就是分开工作的。

几线制的称谓,就是在两线制变送器诞生后才有的。

这就是电子放大器在仪表中广泛应用的结果,放大的本质就就是一种能量转换过程,这就离不开供电。

因此最先出现的就是四线制的变送器;即两根线负责电源的供应,另外两根线负责输出被转换放大的信号(如电压、电流、等)。

但目前,很多变送器采用二线制。

下面,我们就来具体瞧瞧不同线制变送器的差异有哪些?不同线制变送器的差异一、两线制要实现两线制变送器,必须要同时满足以下条件:1、V≤Emin-ImaxRLmax变送器的输出端电压V等于规定的最低电源电压减去电流在负载电阻与传输导线电阻上的压降。

2、I≤Imin变送器的正常工作电流I必须小于或等于变送器的输出电流。

3、P<Imin(Emin-IminRLmax)变送器的最小消耗功率P不能超过上式,通常<90mW。

式中:Emin=最低电源电压,对多数仪表而言Emin=24(1-5%)=22、8V,5%为24V电源允许的负向变化量;Imax=20mA;Imin=4mA;RLmax=250Ω+传输导线电阻。

如果变送器在设计上满足了上述的三个条件,就可实现两线制传输。

所谓两线制即电源、负载串联在一起,有一公共点,而现场变送器与控制室仪表之间的信号联络及供电仅用两根电线,这两根电线既就是电源线又就是信号线。

两线制变送器由于信号起点电流为4mA DC,为变送器提供了静态工作电流,同时仪表电气零点为4mA DC,不与机械零点重合,这种“活零点”有利于识别断电与断线等故障。

二线制三线制四线制比较

二线制三线制四线制比较

1.仪表的二线制与四线制二线制仪表即电源与信号共用两根线一般四线制仪表电源与信号线分开信号为4~20mA或0~10mA,电源220AC(为多).2.在热电阻中有两线制、三线制、四线制两线制没有线路电阻补偿,配线简单,但要带进引线电阻的附加误差。

因此不适用制造A 级精度的热电阻,且在使用时引线及导线都不宜过长。

三线制有线路电阻补偿,可以消除引线电阻的影响,测量精度高于2线制。

作为过程检测元件,其应用最广。

四线制:在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制,其中两根引线为热电阻提供恒定电流I,把R转换成电压信号U,再通过另两根引线把U引至PLC。

这种引线方式可完全消除引线的电阻影响,但成本较高,主要用于高精度的温度检测。

3.西门子的二线制和四线制二线制是PLC模块提供电源和采集电流信号四线制仅仅采集电流信号传感器的结构:两线制:传感器电阻变化值与连接导线电阻值共同构成传感器的输出值,由于导线电阻带来的附加误差使实际测量值偏高,用于测量精度要求不高的场合,并且导线的长度不宜过长。

三线制:要求引出的三根导线截面积和长度均相同,测量铂电阻的电路一般是不平衡电桥,铂电阻作为电桥的一个桥臂电阻,将导线一根接到电桥的电源端,其余两根分别接到铂电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上,当桥路平衡时,导线电阻的变化对测量结果没有任何影响,这样就消除了导线线路电阻带来的测量误差,但是必须为全等臂电桥,否则不可能完全消除导线电阻的影响。

采用三线制会大大减小导线电阻带来的附加误差,工业上一般都采用三线制接法。

四线制:当测量电阻数值很小时,测试线的电阻可能引入明显误差,四线测量用两条附加测试线提供恒定电流,另两条测试线测量未知电阻的电压降,在电压表输入阻抗足够高的条件下,电流几乎不流过电压表,这样就可以精确测量未知电阻上的压降,计算得出电阻值在桥式电路中,为了减小热电阻阻值随温度变化对支路电流的影响并限制流过热电阻的电流,组成电桥的两个支路的上电阻通常取热电阻阻值的几十倍,其值达到10-50K(和桥路供电电压有关),下电阻一般和热电阻某温度下阻值相同。

铂电阻两线制、三线制、四线制接法作用区别(分享借鉴)

铂电阻两线制、三线制、四线制接法作用区别(分享借鉴)

传感器的结构:两线制:传感器电阻变化值与连接导线电阻值共同构成传感器的输出值,由于导线电阻带来的附加误差使实际测量值偏高,用于测量精度要求不高的场合,并且导线的长度不宜过长。

三线制:要求引出的三根导线截面积和长度均相同,测量铂电阻的电路一般是不平衡电桥,铂电阻作为电桥的一个桥臂电阻,将导线一根接到电桥的电源端,其余两根分别接到铂电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上,当桥路平衡时,导线电阻的变化对测量结果没有任何影响,这样就消除了导线线路电阻带来的测量误差,但是必须为全等臂电桥,否则不可能完全消除导线电阻的影响。

采用三线制会大大减小导线电阻带来的附加误差,工业上一般都采用三线制接法。

四线制:当测量电阻数值很小时,测试线的电阻可能引入明显误差,四线测量用两条附加测试线提供恒定电流,另两条测试线测量未知电阻的电压降,在电压表输入阻抗足够高的条件下,电流几乎不流过电压表,这样就可以精确测量未知电阻上的压降,计算得出电阻值几线制是指的信号采用几根线来定义的.电流输出型变送器将物理量转换成4~20mA电流输出,必然要有外电源为其供电。

最典型的是变送器需要两根电源线,加上两根电流输出线,总共要接4根线,称之为四线制变送器。

当然,电流输出可以与电源公用一根线(公用VCC或者GND),可节省一根线,称之为三线制变送器。

其实大家可能注意到,4-20mA电流本身就可以为变送器供电,如图1所示。

变送器在电路中相当于一个特殊的负载,特殊之处在于变送器的耗电电流在4~20mA之间根据传感器输出而变化。

显示仪表只需要串在电路中即可。

这种变送器只需外接2根线,因而被称为两线制变送器。

工业电流环标准下限为4mA,因此只要在量程范围内,变送器至少有4mA供电。

这使得两线制传感器的设计成为可能。

在工业应用中,测量点一般在现场,而显示设备或者控制设备一般都在控制室或控制柜上。

两者之间距离可能数十至数百米。

按一百米距离计算,省去2根信号传输导线意味着成本降低近百元!另外四线制变送器和三线制变送器因导线内电流不对称必须使用昂贵的屏蔽线,而两线制变送器可使用非常便宜的的双绞线导线,因此在应用中两线制变送器必然是首选。

两线制三线制四线制的原理及其区别

两线制三线制四线制的原理及其区别

两线制三线制四线制的原理及其区别1.两线制(又称为单线制或半双工制):两线制中,只有两根导线进行数据传输,通常是一根用于传输数据,另一根用于接收数据。

发送和接收数据必须交替进行,无法同时进行。

两线制通常使用的是RS-232C标准。

两线制的传输原理:数据通过不同的电压表示不同的二进制数,例如正电压表示“1”,负电压表示“0”。

发送端将二进制码转换为相应的电压信号,经过传输线传输到接收端,接收端将电压信号转换为二进制码。

两线制的局限性:由于只有两根导线,发送和接收数据需要交替进行,并且不能同时进行,因此传输速度较慢。

另外,两线制对于传输距离较长的情况下易受到环境电磁干扰的影响。

2.三线制:三线制是通过增加一根导线来实现双向通信的,发送端和接收端分别连接了一根数据线和一根共享的地线。

三线制通常使用的是RS-485标准。

三线制的传输原理:与两线制类似,数据通过不同的电压表示不同的二进制数。

发送端将二进制码转换为不同电压信号,这些信号通过数据线传输到接收端,接收端将信号转换为二进制码。

共享的地线用于提供信号的参考电平。

三线制的优势:相较于两线制,三线制可以实现双向通信,发送和接收数据可以同时进行,传输速度更快。

此外,三线制还具有抗干扰能力强的优势,适用于传输距离较长且环境电磁干扰较大的场景。

3.四线制:四线制是通过增加一根导线来实现全双工通信的,发送端和接收端分别连接了一根数据线和一根时钟线,另外还有两根引脚用于传输地线和电源线。

四线制通常使用的是USB(通用串行总线)标准。

四线制的传输原理:发送端将数据和时钟信号发送到接收端,接收端根据时钟信号来解析数据。

引脚用于提供地线和电源线,电源线用于为接收端供电。

四线制的优势:相较于三线制,四线制可以实现全双工通信,即发送和接收数据可以同时进行。

此外,四线制还具有传输速度更快、可扩展性强的优势,适用于高速数据传输和连接多个设备的场景。

总结:两线制、三线制和四线制都是串行通信接口标准,它们之间的区别主要在于导线的数量和通信方式。

仪表2线制与3线制_4线制得区别

仪表2线制与3线制_4线制得区别

2线制的优点是接线简单,但是只能用于传感器本身功耗小的情况,如扩散硅等;如果传感器本身功耗大(如超声波液位)就不能作成2线的,只能是4线,计工作电源2个,输出2个。

二线制的功率:最大功率=24(供电电源)*0.02(最大输出电流)所以功率有限只适用一般功率小的一次传感器如:压变、差压变、温变、电容式液位计、射频导纳、电磁流量计、涡街流量计等传感器本身用电由二线制中得到,是必影响其带载能力因为现在采集信号用的(如输入板、二次表等)通常用的是250欧采样电阻,将此信号转为:1-5V 后在A/D转换。

当然也有为:50欧的采样电阻的。

四线制由于是将电源和功率分开,所以本机的功率与信号是没有功率上的关联的,适用于大功率的的传感器:如超声波(由于其为了加大抗干扰能力,所以发射的功率会很大,所以此款产品选型时要尽量四线的,二线的一般抗干扰能力较弱)。

浅谈仪表的两线制、三线制、四线制我们讨论的两线制、三线制、四线制,是指各种输出为模拟直流电流信号的变送器,其工作原理和结构上的区别,而并非只指变送器的接线形式。

否则热电偶配毫伏计测量温度可称为是两线制的鼻祖了!几线制的称谓,是在两线制变送器诞生后才有的。

这是电子放大器在仪表中广泛应用的结果,放大的本质就是一种能量转换过程,这就离不开供电。

因此最先出现的是四线制的变送器;即两根线负责电源的供应,另外两根线负责输出被转换放大的信号(如电压、电流、等)。

ddz-ⅱ型电动单元组合仪表的出现,供电为220v.ac,输出信号为0--10ma.dc 的四线制变送器得到了广泛的应用,目前在有些工厂还可见到它的身影。

七十年代我国开始生产ddz-ⅲ型电动单元组合仪表,并采用国际电工委员会(iec)的:过程控制系统用模拟信号标准。

即仪表传输信号采用4-20ma.dc,联络信号采用1-5v.dc,即采用电流传输、电压接收的信号系统。

采用4-20ma.dc信号,现场仪表就可实现两线制。

但限于条件,当时两线制仅在压力、差压变送器上采用,温度变送器等仍采用四线制。

2线、3线、4线热电阻测温原理有何区别

2线、3线、4线热电阻测温原理有何区别

2线、3线、4线热电阻测温原理有何区别作者:不详来源:网上收集更新日期:2009-6-10 阅读次数:306与热电阻连接的检测设备(温控表、PLC输入等)都有四个接线端子。

I+、I-、V+、V-。

其中,I+、I-端是为了给热电阻提供恒定的电流,V+、V-是用来监测热电阻的电压变化,依次检测温度变化。

4线就是从热电阻两端引出4线,和4个端子连接。

3线就是引出3线,这需要检测设备方的I-\V-短接。

2线就使引出2线,这需要检测设备方的I-\V-、I+/V+短接。

测温原理都一样,只是接线区别测温原理都一样,只是接线区别。

应该说,电流回路和电压测量回路是否分开接线的问题。

2线,电流回路和电压测量回路合二为1,精度差。

3线,电流回路的参考位和电压测量回路的参考位为一条线。

精度稍好。

4线,电路回路和电压测量回路独立分开,精度高,但费线。

热电阻目录[隐藏]热电阻的信号连接方式热电阻的结构热电阻测温系统的组成热电偶和热电阻的区别热电阻简介热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。

它的主要特点是测量精度高,性能稳定。

其中铂热电阻的测量精确度是最高的,它不仅广泛应用于工业测温,而且被制成标准的基准仪。

金属热电阻的感温元件有石英套管十字骨架结构,麻花骨架结构得杆式结构等。

金属热电阻常用的感温材料种类较多,最常用的是铂丝。

工业测量用金属热电阻材料除铂丝外,还有铜、镍、铁、铁—镍、钨、银等。

薄膜热电阻是利用电子阴极溅射的方法制造,可实现工业化大批量生产。

其中骨架用陶瓷,引线采用铂钯合金。

热电阻材料热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。

热电阻大都由纯金属材料制成,目前应用最多的是铂和铜,此外,现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。

热电阻种类1)普通型热电阻从热电阻的测温原理可知,被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的,因此,热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。

Pt100热电阻两线制、三线制和四线制接线对测温精度的影响

Pt100热电阻两线制、三线制和四线制接线对测温精度的影响
(2)三线制就是引出三线,Pt100B铂电阻接线时电流回路的参端和电压测量回路的参考为一条线(即检测设备的I-端子和V-端子短接)。精度稍好。
(3)两线制就使引出两线,Pt100B铂电阻接线时接线时电流回路和电压测量回路合二为一(即检测设备的I-端子和V-端子短接、I+端子和V+短接短接)。测量精度差。
1、Pt100热电阻的三种接线方式在原理上的不同:
二线制和三线制是用电桥法测量,最后给出的是温度值与模拟量输出值的关系。四线没有电桥,完全只是用恒
流源发送,电压计测量,最后给出测量电阻值。
2、Pt100热电阻的三种接线来自式对测量精度的影响 连接导线的电阻和接触电阻会对Pt100铂电阻测温精度产生较大影响,铂电阻三线制或者四线制接线方式能有效
消除这种影响。
与热电阻连接的检测设备(温控仪、PLC输入等)都有四个接线端子:I+、I-、V+、V-。其中,I+、I-端是为了
给热电阻提供恒定的电流,V+、V-是用来监测热电阻的电压变化,依次检测温度变化。
(1)四线制就是从热电阻两端引出4线,接线时电路回路和电压测量回路独立分开接线,测量精度高,需要导线多。

2线、3线、4线热电阻测温原理有何区别.

2线、3线、4线热电阻测温原理有何区别.

2线、3线、4线热电阻测温原理有何区别作者:不详 来源:网上收集 更新日期:2009-6-10阅读次数:306 与热电阻连接的检测设备(温控表、线端子。

1+、I-、V+、V- o 其中,I+、I-端是为了给热电阻提供恒定的电流, V+、V-是用来监测热电阻的电压变化,依次检测温度变化。

4线就是从热电阻两端引出 4线,和4个端子连接<3线就是引出3线,这需要检测设备方的 I-W-短 接。

2线就使引出2线,这需要检测设备方的I-\V-I+/V+短接。

区别PLC 输入等)都有四个接IfeitM i口 、 R. . r■w 测温原理都一样, 只是接线4" i An* OKt %声・*曲i 竄牛5■・ .EM- 0 ™测温原理都一样,只是接线区别。

应该说,电流回路和电压测量回路是否分开接线的问题。

2线,电流回路和电压测量回路合二为1,精度差。

3线,电流回路的参考位和电压测量回路的参考位为一条线。

精度稍好。

4线,电路回路和电压测量回路独立分开,精度高,但费线。

热电阻目录[隐藏]热电阻的信号连接方式热电阻的结构热电阻测温系统的组成热电偶和热电阻的区别热电阻简介热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。

它的主要特点是测量精度高,性能稳定。

其中铂热电阻的测量精确度是最高的,它不仅广泛应用于工业测温,而且被制成标准的基准仪。

金属热电阻的感温元件有石英套管十字骨架结构,麻花骨架结构得杆式结构等。

金属热电阻常用的感温材料种类较多,最常用的是铂丝。

工业测量用金属热电阻材料除铂丝外,还有铜、镍、铁、铁一镍、钨、银等。

薄膜热电阻是利用电子阴极溅射的方法制造,可实现工业化大批量生产。

其中骨架用陶瓷,弓I线采用铂钯合金。

热电阻材料热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。

热电阻大都由纯金属材料制成,目前应用最多的是铂和铜,此外,现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。

热电阻种类1)普通型热电阻从热电阻的测温原理可知,被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的,因此,热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。

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1. 仪表的二线制与四线制二线制仪表即电源与信号共用两根线一般四线制仪表电源与信号线分开信号为4~20mA或0~10mA,电源220AC(为多).2.在热电阻中有两线制、三线制、四线制两线制没有线路电阻补偿,配线简单,但要带进引线电阻的附加误差。

因此不适用制造A 级精度的热电阻,且在使用时引线及导线都不宜过长。

三线制有线路电阻补偿,可以消除引线电阻的影响,测量精度高于2线制。

作为过程检测元件,其应用最广。

四线制:在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制,其中两根引线为热电阻提供恒定电流I,把R转换成电压信号U,再通过另两根引线把U引至PLC。

这种引线方式可完全消除引线的电阻影响,但成本较高,主要用于高精度的温度检测。

3.西门子的二线制和四线制二线制是PLC模块提供电源和采集电流信号四线制仅仅采集电流信号传感器的结构:两线制:传感器电阻变化值与连接导线电阻值共同构成传感器的输出值,由于导线电阻带来的附加误差使实际测量值偏高,用于测量精度要求不高的场合,并且导线的长度不宜过长。

三线制:要求引出的三根导线截面积和长度均相同,测量铂电阻的电路一般是不平衡电桥,铂电阻作为电桥的一个桥臂电阻,将导线一根接到电桥的电源端,其余两根分别接到铂电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上,当桥路平衡时,导线电阻的变化对测量结果没有任何影响,这样就消除了导线线路电阻带来的测量误差,但是必须为全等臂电桥,否则不可能完全消除导线电阻的影响。

采用三线制会大大减小导线电阻带来的附加误差,工业上一般都采用三线制接法。

四线制:当测量电阻数值很小时,测试线的电阻可能引入明显误差,四线测量用两条附加测试线提供恒定电流,另两条测试线测量未知电阻的电压降,在电压表输入阻抗足够高的条件下,电流几乎不流过电压表,这样就可以精确测量未知电阻上的压降,计算得出电阻值在桥式电路中,为了减小热电阻阻值随温度变化对支路电流的影响并限制流过热电阻的电流,组成电桥的两个支路的上电阻通常取热电阻阻值的几十倍,其值达到 10-50K(和桥路供电电压有关),下电阻一般和热电阻某温度下阻值相同。

测量时取两者的电位差。

虽然如此,热电阻阻值随温度变化对支路电流的影响还是会造成输出的非线性,通常需要做一定补偿。

如果直接测量阻值,应该采用恒流源给热电阻供电,热电阻阻值变化时支路电流保持恒定,热电阻压降为线性较好的温度函数。

放大前应该做滤波处理或者在放大电路中加积分元件。

Ø怎样判断pt100的好坏,用万用表能测量么?根据分度表参照当时温度看阻值是否相符Ø通常情况下是这样的,将一个基准电压加在pt100回路上,测量pt100上的电压信号(mv),阻值变化是电压信号自然也变化,再经过运放放大后进入A/D芯片进行A/D转换,经过程序再将电压信号换算成电阻值,采用查表方式(将电阻值和相对应的温度值做成表格放到芯片rom中)的到温度值。

Ø一般短距离选用二线制接法,中距离选用三线制接法,要求精度高、近距离选用四线制接法。

三线制比两线制的好处是可以补偿线路电阻的偏差,和抗干扰不是一个概念。

三种各自的优缺点有许多说法,不一而足二线制不能消除导线电阻的影响。

四线制可以消除导线电阻的影响。

四线制的PT100有两根线是用于测量的,另两根是用于补偿的,四线制的PT100有两根线(热电阻两端各一根)是提供电流的,另两根是采集电压的。

具体用哪种电路应该根据系统要求决定,如果精度要求一般,采用三线是经济、稳定、实用的选择Ø输入(3根线)、输出、电源三隔离为四线制,设备在控制室;输入(3根线)、输出、电源三不隔离为三线制,设备在控制室或传感器内;输入(3根线)、(输出、电源共用2根线)三不隔离为二线制,设备在传感器内、为一体化Ø由于微处理器的发展,可对Pt100的非线性进行校正,因此Pt100传感器大都采用四线制测量法(非桥路法),其测量原理Pt100传感器四线制测量电路Pt100两端电压U1=I S R t。

I S为恒流,R t为Pt100阻值。

引线L1、L2存在电阻会影响测量结果,为此,将L1、L2端口处信号输入高输入电阻抗(>1012Ω),差分放大,这样L1、L2中电流≈0,L1、L2电阻可忽略不计,所以有U i=U1。

这也消除了引线电阻。

Ø模拟热电偶测试最准的校法就是用电阻箱了,多路也只有一个一个慢慢来。

热电偶用毫伏计模拟输出校二次表,毫伏计同样可以测量热电偶。

这些都不难,难的是建立一个标准的恒定的温场。

Ø电压和温度的关系一般是非线性的,对于8位单片机还是查表法好引言PT100 是一种广泛应用的测温元件,在-50℃~600℃范围内具有其他任何温度传感器无可比拟的优势,包括高精度、稳定性好、抗干扰能力强等。

由于铂热电阻的电阻值与温度成非线性关系,所以本模块需要进行非线性校正,一般的模块采用模拟电路校正,这种校正的精度不高,而且温漂等受干扰的程度也比较大。

本模块采用了软件查表插值的方法进行校正,最后转换成III型信号。

III型信号是当被测信号从下量程到上量程(0%~100%)变化时,输出线上对应4-20mA 电流的变化。

此外模块还具有MODBUS协议的通讯端口,可以直接和任何MODBUS口连接。

图1 采样电路图2 主机电路图3 D/A电路系统设计整个模块基于AVR新型的Atmega16单片机,采用三线制形式,这样可以去除导线电阻带来的零点不准确,经过差分放大电路直接得到0~5V的信号电压,这样就可以直接输入到A/D转换器。

数据处理部分,将PT100分度表中的每隔10℃的电阻值写入到闪存中,这样,将得到电压值回算到电阻值,这样进行查表,当电阻位于某一段之间时,再进行线性处理,这样系统的线性化程度比较高可以达到0.2%。

D/A转换系统采用373芯片作为锁存器,采用权电阻网络进行D/A转换,这样可以节省成本,而且精度也可以得到保证。

最后再经过一个电压电流转换部分,把信号以III型信号传送出去,完成模块的功能。

图4 V/I转换电路图5 485通讯电路采样电路采样电路如图1所示,PT100以三线制接到J0,这样连接PT100的两侧的导线长度相等,而且分别加在两侧的桥臂上,这样导线电阻得以消除,当 PT100输出100Ω时可以调节R1的阻值,以调整温度下限,当温度范围是0~300℃时,电桥电压经过放大后,Anolog0的电压正好是0~5V, 这样可以完整使用单片机的A/D转换器的转换精度。

主机电路主机电路如图2。

CPU采用Atmega16 ,它自带8路10位A/D转换器,转换速度快,精度高,而且不需要外扩任何器件。

74LS138用来译码,分别选通各路的锁存器。

采用8MHz的晶振,速度完全可以满足系统的要求。

A/D转换的参考电压直接是VCC,这可节省硬件,简化电路,在对精度要求较高的情况下可以选择精密稳压器件,如TL431。

D/A转换电路为了节省成本,本系统没有采用专用D/A转换芯片,而是运用D/A转换的原理,利用权电阻网络进行D/A转换器,这样精度可以保证,而且速度比较快,CPU控制也是比较简单的。

电路如图3所示。

74lS373锁存器,锁存CPU每次更新的数据,OE引脚接138芯片的片选信号,LE 下降沿时数据锁存。

V/I转换电路V/I转换电路如图4所示,它将A/D转换后得到的电压信号,转换成4-20mA III型信号输出。

I=V/R3。

RS-485通讯电路通讯芯片选用MAX485芯片,将收允许和发允许接在一起(见图5),用一个口线进行控制,正常情况下,收允许,在需要发送的时候,设为发允许。

图6 软件流程软件设计软件设计是本系统的关键,也是与众不同的地方。

一般的铂电阻转III型信号的模块都是采用模拟电路,没有软件部分。

本系统采用数字化线性校正将大大提高模块的精度。

软件流程见图6。

软件分主程序,中断服务子程序,所有程序均由C语言编写。

程序在ICCAVR6.30调试。

结语基于单片机的PT100-III型信号转换模块具有精度高、可数字通讯、可升级等优点。

本模块已经用于多个火力发电厂烟气温度检测,其中采用III型信号和数字通讯的都有,均取得了良好的效果。

阻二线制/三线制/四线制接线方式对精度的影响:2线,电流回路和电压测量回路合二为1,精度差。

(二线制的误差主要在电流回路在电缆中产生一定压降造成的测量误差)3线,电流回路的参考位和电压测量回路的参考位为一条线。

精度稍好。

4线,电路回路和电压测量回路独立分开,精度高,但费线何谓两线制、三线制或四线制Pt100传感器?两线制:传感器电阻变化值与连接导线电阻值共同构成传感器的输出值,由于导线电阻带来的附加误差使实际测量值偏高,用于测量精度要求不高的场合,并且导线的长度不宜过长。

三线制:要求引出的三根导线截面积和长度均相同,测量铂电阻的电路一般是不平衡电桥,铂电阻作为电桥的一个桥臂电阻,将导线一根接到电桥的电源端,其余两根分别接到铂电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上,当桥路平衡时,导线电阻的变化对测量结果没有任何影响,这样就消除了导线线路电阻带来的测量误差,但是必须为全等臂电桥,否则不可能完全消除导线电阻的影响。

采用三线制会大大减小导线电阻带来的附加误差,工业上一般都采用三线制接法。

四线制:当测量电阻数值很小时,测试线的电阻可能引入明显误差,四线测量用两条附加测试线提供恒定电流,另两条测试线测量未知电阻的电压降,在电压表输入阻抗足够高的条件下,电流几乎不流过电压表,这样就可以精确测量未知电阻上的压降,计算得出电阻值二线和三线是用电桥法测量,最后给出的是温度值与模拟量输出值的关系。

四线没有电桥,完全只是用恒流源发送,电压计测量,最后给出测量电阻值。

应该说,电流回路和电压测量回路是否分开接线的问题。

2线,电流回路和电压测量回路合二为1,精度差。

3线,电流回路的参考位和电压测量回路的参考位为一条线。

精度稍好。

4线,电路回路和电压测量回路独立分开,精度高,但费线。

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